(57)【要約】【課題】溶融ガラスが成形装置に達する前に、溶融ガラスを熱的に調節し、成形装置の表面上でのガラスの質量、厚さ、および／または温度の分布を改善する。【解決手段】ガラスシートを製造するオーバーフローダウンドロープロセスなどで成形装置に溶融ガラスを搬送する際に溶融ガラスを通過させる、入口、出口、外周、および長さを有する導管４００において、導管４００の長さに沿った少なくとも１つの位置で、方位的不均一性を有する断熱および／または加熱を用いて、導管の外周を不均一に断熱および／または不均一に加熱する。さらに、導管４００の長さ方向に沿って不均一に断熱および／または不均一に加熱する。【選択図】図４
2010254569.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融ガラスを搬送する方法であって、
（Ａ）入口、出口、外周、および長さを有する導管に前記溶融ガラスを通過させる工程、および、
（Ｂ）前記導管の長さに沿った少なくとも１つの位置で、
（ｉ）前記導管の外周を不均一に断熱すること、または、
（ｉｉ）前記導管の外周を不均一に加熱すること、または、
（ｉｉｉ）前記導管の外周を不均一に断熱および不均一に加熱すること、
によって、前記溶融ガラスに対する不均一な熱伝達を生じさせる工程、
を含み、前記断熱および／または加熱の不均一性が方位的な不均一性であることを特徴とする方法。
【請求項２】
（ａ）前記導管をその長さ方向に沿って不均一に断熱する工程、または、
（ｂ）前記導管をその長さ方向に沿って不均一に加熱する工程、または、
（ｃ）前記導管をその長さ方向に沿って不均一に断熱および不均一に加熱する工程、
をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記溶融ガラスの前記出口での平均温度が、前記入口での平均温度よりも低いことを特徴とする請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
工程（Ｂ）の前記不均一な断熱、不均一な加熱、または、不均一な断熱および不均一な加熱が、前記出口での断面温度分布を、実質的に均一な加熱および実質的に均一な断熱からもたらされたであろう前記分布よりも所望の断面温度分布に近くなるように生成することを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記出口から出ていく前記溶融ガラスが、オーバーフローダウンドロープロセスの成形装置に搬送され、かつ前記所望の断面温度分布が、前記成形装置の表面上での溶融ガラスの質量、厚さ、および／または温度の分布に影響を与えることを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記溶融ガラスが自由表面を有し、かつ該自由表面が、前記出口よりも前記入口に近く位置していることを特徴とする請求項１から５いずれか１項記載の方法。
【請求項７】
溶融ガラスを搬送する方法であって、入口および出口を有する導管に前記溶融ガラスを通過させる工程を含み、
（Ａ）前記導管が、
（ｉ）入口部分、
（ｉｉ）中間部分、および、
（ｉｉｉ）出口部分、を備え、
（Ｂ）前記入口部分および出口部分が、実質的に真っ直ぐなものであり、
（Ｃ）前記中間部分が、傾斜または湾曲したものであり、かつ、
（Ｄ）前記中間部分に、前記入口部分または前記出口部分のいずれかよりも多く熱を加える、
または、
前記入口部分および前記出口部分の両方を、前記中間部分よりも低断熱とする、
または、
前記中間部分に、前記入口部分または前記出口部分のいずれかよりも多く熱を加え、かつ、前記入口部分および前記出口部分の両方を、前記中間部分よりも低断熱とする、
ことを特徴とする方法。
【請求項８】
（Ｄ）で規定された加熱および／または断熱により、前記溶融ガラスの前記出口での温度勾配が減少することを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項９】
溶融ガラスを搬送する装置であって、
（ａ）入口、出口、外周、および長さを有する導管、
（ｂ）前記外周からの熱損失を制御する断熱材、および、
（ｃ）前記外周に熱を加える熱源、
を備え、前記導管の前記長さに沿った１以上の位置で、
（ｉ）前記熱源が、前記導管外周の周りに不均一に熱を加えるように構成されている、または、
（ｉｉ）前記断熱材が、前記導管外周から不均一な熱損失を生じさせるように構成されている、または、
（ｉｉｉ）前記熱源が前記導管外周の周りに不均一に熱を加えるように構成され、かつ、前記断熱材が前記導管外周から不均一な熱損失を生じさせるように構成されている、
ことを特徴とする装置。
【請求項１０】
（ｉ）前記熱源が、前記導管の長さ方向に沿って不均一に熱を加えるように構成されている、または、
（ｉｉ）前記断熱材が、前記導管の長さ方向に沿って不均一な熱損失を生じさせるように構成されている、または、
（ｉｉｉ）前記熱源が前記導管の長さ方向に沿って不均一に熱を加えるように構成され、かつ、前記断熱材が前記導管の長さ方向に沿って不均一な熱損失を生じさせるように構成されている、
ことを特徴とする請求項９記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、例えば、ダウンドローガラス製造プロセス（例えば、フュージョンダウンドロープロセス）において、ガラス流を制御する方法および装置に関する。この方法および装置は、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などのディスプレイ装置に基板として用いられるガラスシートなどの製造用に特に適している。
【背景技術】
【０００２】
ディスプレイ装置はさまざまな用途に用いられる。例えば、薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ（ＴＦＴ−ＬＣＤ）は、とりわけ、ノートブックコンピュータ、フラットパネルデスクトップモニタ、ＬＣＤテレビ、およびさまざまな通信機器に用いられている。
【０００３】
ＴＦＴ−ＬＣＤパネルや有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）パネルなどの多くのディスプレイ装置は、平坦なガラスシート（ガラス基板）上に直接作られる。生産率を向上させ、かつコストを削減するために、典型的なパネル製造工程では１つの基板上に複数のパネルが同時に生産される。
【０００４】
スケールメリットを活用するため、単一の基板上により多くのディスプレイおよび／またはより大きなディスプレイを製造できるよう、ディスプレイ製造業者は絶えずより大きな基板を求めている。より大きな基板を製造することは、特に基板の厚さが典型的には例えば０．７ミリメートルなど１ミリメートルより小さいという事実から、ガラス製造業にとって難題であることが分かっている。特に難しい課題は、基板を製造する際に使用する成形装置（例えば、アイソパイプ）上での溶融ガラスの挙動を管理することであった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示はこの課題に取り組み、とりわけ、成形装置の表面上でのガラスの質量、厚さ、および／または温度の分布を改善するために、溶融ガラスが成形装置に達する前に溶融ガラスを熱的に調節する方法および装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の態様に従って、オーバーフローダウンドロープロセスにおける成形装置の表面上での溶融ガラスの質量、厚さ、および／または温度の分布を管理する方法が開示され、この方法は、
（Ａ）（ｉ）成形装置に溶融ガラスを供給する導管の断面中の領域と、（ｉｉ）成形装置の外側面上の領域、との間に流管マッピングを構成する工程、
（Ｂ）この流管マッピングを用いて、成形装置の面上の溶融ガラスが所望の質量、厚さ、および／または温度の分布となるように、断面の温度分布を選定する工程、および、
（Ｃ）工程（Ｂ）で選定された分布と同じまたは少なくとも近似する、断面の温度分布を生じさせるように、導管を加熱および／または断熱する工程、
を含む。
【０００７】
第２の態様に従って、溶融ガラスを搬送する方法が開示され、この方法は、
（Ａ）入口、出口、外周、および長さを有する導管に前記溶融ガラスを通過させる工程、および、
（Ｂ）導管の長さに沿った少なくとも１つの位置で、
（ｉ）導管の外周を不均一に断熱すること、または、
（ｉｉ）導管の外周を不均一に加熱すること、または、
（ｉｉｉ）導管の外周を不均一に断熱および不均一に加熱すること、
によって、溶融ガラスに対する不均一な熱伝達を生じさせる工程、
を含み、断熱および／または加熱の不均一性が方位的な不均一性であることを特徴とするものである。
【０００８】
第３の態様に従って、溶融ガラスを搬送する方法が開示され、この方法は入口および出口を有する導管にこの溶融ガラスを通過させる工程を含み、
（Ａ）導管が、
（ｉ）入口部分、
（ｉｉ）中間部分、および、
（ｉｉｉ）出口部分、を備え、
（Ｂ）入口部分および出口部分が、実質的に真っ直ぐなものであり、
（Ｃ）中間部分が、傾斜または湾曲したものであり、かつ、
（Ｄ）前記中間部分に、前記入口部分または前記出口部分のいずれかよりも多く熱を加える、
または、
前記入口部分および前記出口部分の両方を、前記中間部分よりも低断熱とする、
または、
前記中間部分に、前記入口部分または前記出口部分のいずれかよりも多く熱を加え、かつ、前記入口部分および前記出口部分の両方を、前記中間部分よりも低断熱とする、
ことを特徴とするものである。
【０００９】
第４の態様に従って、溶融ガラスを搬送する装置が開示され、この装置は、
（ａ）入口、出口、外周、および長さを有する導管、
（ｂ）外周からの熱損失を制御する断熱材、および、
（ｃ）外周に熱を加える熱源、
を備え、導管の長さに沿った１以上の位置で、
（ｉ）熱源が、導管外周の周りに不均一に熱を加えるように構成されている、または、
（ｉｉ）断熱材が、導管外周から不均一な熱損失を生じさせるように構成されている、または、
（ｉｉｉ）熱源が導管外周の周りに不均一に熱を加えるように構成され、かつ、断熱材が導管外周から不均一な熱損失を生じさせるように構成されている、
ことを特徴とするものである。
【００１０】
以下の詳細な説明において、本発明のさらなる特徴および利点について説明する。ある程度は、この説明から当業者には容易に明らかであろうし、あるいはここで説明されるように本発明を実施することにより認識されるであろう。
【００１１】
前述の一般的な説明および以下の詳細な説明は、単に本発明を例示したものであり、請求される本発明の本質および特性を理解するための概要または構想を提供することを意図したものであることを理解されたい。
【００１２】
添付の図面は、本発明をさらに理解できるように含まれており、本明細書に組み込まれ、その一部を構成する。本明細書および図面に開示される本発明の種々の態様および特徴は、任意の組合せで、また全てを組み合わせて用いることができることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施の形態によるフュージョンガラス製造装置の概略図
【図２】延伸プロセスによって成形されるガラスリボンのガラス厚分布を示す概略図
【図３】流管を示す概略図
【図４】真っ直ぐな入口部分、傾斜した中間部分、および真っ直ぐな出口部分を有する送出管を、特に断面で示した概略図
【図５】送出導管の出口端（図５Ａ）からアイソパイプの表面（図５Ｂ）へのマッピングを示す概略図
【図６Ａ】送出管の入口端での計算上の温度分布を示す図
【図６Ｂ】図６Ａの水平直線に沿った半径方向距離と温度との関係をプロットした図
【図７】図４の構造を有している送出管において、方位的に対称な加熱および断熱部材を用いた場合の出口端での計算上の温度分布を示す図
【図８】方位的に不均一な加熱および／または断熱部材を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下の論考はフュージョンダウンドロープロセス（同様に、フュージョンプロセス、オーバーフローダウンドロープロセス、またはオーバーフロープロセスとしても知られる）に関するが、ここで開示および請求される方法および装置は、スロットドロープロセスなどの他のダウンドロープロセスを含む、他のガラス製造プロセスにも適用できると理解される。フュージョン装置は当技術において既知であるため、例示の実施形態に関する説明を不明瞭なものとしないようにその詳細を省略する。
【００１５】
図１に示すように、典型的なフュージョン装置１０は、溶融ガラス４０を受けるための堰５０によって画成されるトラフ３０を備えた成形機構（アイソパイプ）６０を採用している。溶融ガラスは、実質的に垂直なその流れの向きを実質的に水平に変換する、送出管すなわち導管２０によってアイソパイプに供給される。溶融ガラスは、実質的に垂直の管（図示なし）によって送出管２０に供給され、典型的には送出管の入口端の内部で受け入れられる。垂直管（「降下管」として知られる）の直径は送出管の入口端の直径よりも小さいため、入口端付近でのガラス表面は自由表面となる。溶融ガラスが送出管を通過するとき、ガラス粘度を増大させるためにその温度を下げることもできる。アイソパイプに受け入れられるときに溶融ガラスの粘度がガラスリボン９０の製造に適したものとなるように、温度の降下量は制御される。
【００１６】
図４に送出管２０（符号４００とする）をより詳細に示す。ここで、管に流入する溶融ガラスの流れを矢印４１０で、管から流出する流れを矢印４２０で表す。この図の参照符号４３０、４４０、４５０、４６０、および４７０は、個別の加熱部材（巻線）によって別々に加熱することができる、この管のゾーンを表す。具体的には、ゾーン４３０、４４０、および４５０は実質的に真っ直ぐな管の入口部分を構成し、ゾーン４７０は実質的に真っ直ぐな管の出口部分を構成し、ゾーン４６０は傾斜した管の中間部分を構成する。これらの各部分には、より多くの、あるいはより少ないゾーンを用いてもよく、また中間部分は所望であれば湾曲させてもよい。以下に記述するように、それぞれのゾーンの巻線に加えるパワーの量を選定することによって管の出口面を横切る温度分布を制御することができ、これによりアイソパイプの表面上での溶融ガラスの質量、厚さ、および／または温度の分布を制御することができる。
【００１７】
図１を再び参照すると、溶融ガラスは送出管２０から出てトラフ３０に流れ込み、堰５０を越えて、アイソパイプの外面に沿って下方に流れ、パイプ底部７０に到達する。その地点で、アイソパイプの２つの合流面を流れてきた２つの溶融ガラスシートが結合し、単一のリボン９０を形成する。底部を離れると、リボンは最初にエッジローラ８０を、その後一組または複数組の牽引ローラ（図示なし）を通過する。エッジローラの温度はガラスの温度よりも低く、例えば、水冷式または空冷式のものである。温度が低いため、エッジローラによってガラスの温度は局所的に低下する。この冷却によりリボンの幅が狭くなるのが低減される、すなわち局所的な冷却が、延伸中に（例えば牽引ローラの作用によって）生じるリボン幅の減少を制御する助けとなる。
【００１８】
フュージョンプロセスを用いたガラス基板の製造では、ガラスリボン９０の高品質領域９５（図２参照）の部分の厚さを確実に製品規格条件に合った均一な厚さとするのを、アイソパイプ６０上での単位幅当たりの溶融ガラス流量（「流量密度」とも呼ばれる）を略均一にすることに依存している。アイソパイプの両端では、いわゆる「末端効果」が原因で、ガラスリボンの厚さが２つの垂直境界１００で増加することにより最終的に明らかになるように、流量密度が増加する。
【００１９】
この厚さの増加は垂直境界付近のある有限幅に亘って生じ、「ビード」領域と呼ばれ、このガラス部分はディスプレイ製造業者が利用することはできないため、基板の出荷前に取り除かれる。しかしながら、エッジの安定度を確保すると同時に安定したやり方で牽引ローラがアイソパイプからガラスを「牽引」するために、牽引ローラとガラスリボンが接触し得る表面領域をビード領域が提供するという点において、ビード領域は非常に有益な役割を果たす。このため、高品質領域は、汚染されていないガラスに損傷を招く可能性がある機械的表面といかなる接触をもすることはない。
【００２０】
高品質領域９５および２つの端部領域１００を含む、アイソパイプに亘る単位幅当たりの流量は、種々の手段（例えば、アイソパイプを傾斜させること）によって制御することができる。典型的なプロセス変更や経年に関連したアイソパイプの性能ずれ（すなわち、時間とともにアイソパイプの物理的形状は機械的クリープに起因して変化する）のため、所望の流量密度を維持するためにはアイソパイプの機械的および熱的条件を調整する必要がある。アイソパイプ上において所望の流動挙動を得るための取組みの中で、アイソパイプ上流の送出システムの全体的な熱的条件をさらに調整してもよい。（溶融ガラスの送出システムは、典型的にはプラチナ製の管であり、ガラス流で満たされ、セラミック製アイソパイプの注入口領域に接続される。）プロセス変更および／または経年に関連したずれにより必要となる調整に加え、製造効率の向上のために処理の基本流量が増加されると、アイソパイプ上において所望の流量密度を保証するために、多くの場合、アイソパイプおよび／または隣接する上流の送出システムを同じように機械的／熱的に変化させることが必要となる。
【００２１】
前述したような手法によって流量密度を制御することは一般的に可能であったが、その結果は必ずしも十分満足できるものではなかった。これは、特にアイソパイプ端部での単位幅当たりの流量の制御に対して当てはまる。この流量が十分に制御されていないと、処理および製品の両方に悪影響を与える可能性がある。処理の面では、端部の流れが不安定になりやすく、ガラスリボンの全幅の不整の原因となる。この不安定さの度合いが十分深刻な場合には、リボンがアイソパイプから離れるときにエッジが崩壊してしまうような処理の壊滅的失敗に実際に寄与する可能性があると考えられる。
【００２２】
製品面では、ビード領域の流量密度が十分に制御されていない（すなわち、ビード領域の流量密度が、高密度値から高品質領域に係る所望の低密度値へと、許容できる距離に亘って傾斜しているものでない）場合には、ビード領域が高品質領域に侵入し、そのためディスプレイの製造業者によって使用が可能な（利用可能な）シートに切断し得るリボンの部分が減少してしまう可能性がある。図２はこの影響を示したものであり、曲線２００は所望のガラス厚を示し、曲線２１０は高品質領域９５の大きさを減少させ得る２種類の厚さ分布の例を示している。この図において、垂直および水平の軸は、それぞれガラス厚、およびガラスリボンを横切る距離を表している。
【００２３】
本開示は、アイソパイプに亘る質量流量の分布の制御を、特にパイプ端部の流量密度に注目して改善する方法および装置を提供する。アイソパイプに亘る単位幅当たりの流量の変化は、流量分布を画成する流管の熱履歴の違いに大部分が依存する。特定の流管の熱履歴の変化は、一般にその流管の流量密度の変化に繋がる。すなわち、ある実施形態によると、特定の流管の熱履歴は、アイソパイプに流入する送出システム内のガラスの局所的熱制御に確実に影響される。送出システム内におけるガラスの全体的熱制御はこれまでにも採用されていたが、局所的に熱挙動を変更することはできなかった。本開示によると、局所的熱挙動を制御し、さらにこの制御を順に用いてアイソパイプでの流量密度を管理する。
【００２４】
ある実施形態では、別々の加熱部材（例えば、巻線）をアイソパイプ入口の上流に位置するアイソパイプ送出システムの壁の近傍に設置して個別に制御する。このように別々に加熱することで、送出管内のガラスの全体積のうちの一部の部分にガラスの熱応答を限定する機会を与える。これにより、影響を受けた領域の流量密度を変化させ、これを活用して、アイソパイプ上での特に質量流量分布を制御することができる。代わりに、送出システムを包囲する断熱材は、最初に組み立てる時点で、あるいはガラス製造プロセスの操作中に、断熱材の種類および／または厚さを個別に選択可能な別々の部材に分割される。
【００２５】
このような局所的熱制御により提供される利点としては以下のものが挙げられる。（１）アイソパイプの幅に沿った特定の質量流量密度をより細かく変更／制御する手段が提供される；（２）ガラスリボンの端部（すなわちビード）での単位幅当たりの質量流量を、安定した所望の値に維持することを確実にする手段が提供される；（３）プロセスの安定性が改善される。
【００２６】
流体力学の解析から、パイプ内における安定した非圧縮性の（すなわち、一定あるいは略一定密度の）流れは、いくつかの流管に細分できることが知られている。図３はこの流管３００を示し、矢印３１０、３３０は定常状態条件下での流管の流れを表し、矢印３５０、３６０はそれぞれ断面３２０、３４０の外向き法線を表している。この図に示すように、流管とは、局所的な流れの方向に垂直な断面積と、ある総経路長との積からなる流体体積によって特徴付けられる、流体力学的な記述子または概念である。流管の形状は、局所的な流れの方向に対して垂直を維持しなければならないその断面積により画成されるが、サイズを変化させて、確実に質量保存することができる（すなわち、局所的な流速、断面積、および流体密度の積）。定常状態での流管内の質量流量は一定であり、このことは単純に、流管の境界線を横切って隣接する流管に入る質量流量がないことを意味している。
【００２７】
流管は、所定の流管の経路長の始点をその終点と空間的に関連付けるマッピングの開発に特に有用である。実際には流管は、流れの向きの前方に従った場合には、真っ直ぐであっても蛇行したものであっても、単位時間当たりに決まった量の質量が通り抜ける流路を描く。アイソパイプとその送出システムとの関係において、アイソパイプ上流の送出パイプの内部（例えば、送出管の出口面）で始まりアイソパイプの幅に沿った位置で終わる、適宜選択された数のガラス流管に、このマッピング技術を適応することができる。
【００２８】
マッピングは、物理的モデリング（例えば、溶融ガラスを表す、オイルなどの適切な尺度の液体粘度を用いて、実際の幾何学的形状で作られた適切な尺度のモデル）を介して、および／または数学的モデリング（例えば、質量、運動量およびエネルギーの保存原理に基づく数値シミュレーション）によって得ることができる。後者の場合には、カスタマイズされたソフトウェアを用いて、あるいは好ましくは、市販のソフトウェアパッケージでモデリングを行うことが可能であり、例えば、３−Ｄ ＣＡＤとして、ＡＵＴＯＣＡＤ、ＰＲＯ／ＥＮＧＩＮＥＥＲ、またはＳＯＬＩＤＷＯＲＫＳが挙げられ、メッシングにＧＡＭＢＩＴ ＯＲ ＩＣＥＭＣＦＤが、さらに流量や温度等の計算に、ＦＬＵＥＮＴ、ＦＬＯＷ３−Ｄ、ＡＣＵＳＯＬＶＥ、ＦＩＤＡＰ、またはＰＯＬＹＦＬＯＷが挙げられる。
【００２９】
特定の流管におけるガラス流の大きさは、ガラスの粘度に強く影響され、ガラスの粘度は温度に強く依存する。パイプ内の一定の圧力差により駆動される所定の総流量に対し、単に有効粘度が異なるために、その個別の流量が他の流管とは実質的に異なる流管を画成することができる。例えば、平均ガラス温度が高い流管では、平均粘度が低くなり、このため流れに対するインピーダンスが減少して質量流量が相対的に大きくなる。
【００３０】
図４は、フュージョンプロセスの溶融／清澄／攪拌区域からアイソパイプに溶融ガラスを搬送するために用いることができる、プラチナ製の送出パイプを簡略化して描写し示したものである。ガラスの状態調節、すなわちパイプの出口での所望の温度または温度場の確立を可能とするために、この管、電気的に加熱される巻線、および包囲するように設けられた断熱材の設計の準備が行われる。その後、この温度場と流管のマッピングとを組み合わせて、アイソパイプの表面上での溶融ガラスの質量、厚さ、および／または温度の分布を決定する。
【００３１】
図５はこのマッピングを示し、図５Ａは送出管の出口面での断面を、この断面に垂直なガラス流とともに示している。５１０ａから５１０ｊまでの各領域は、総質量流量のうちの決められた割合（図５の場合は１０％）が通って流れる流管に垂直である。図５Ｂは、アイソパイプ５００の表面に対するこれらの流管のマッピングを示している。実際には、アイソパイプ表面上のガラスを用いてマッピングを逆に行い、アイソパイプ表面上のガラスを同じ幅の流管に分割し、その後これを用いて、このような同じ幅のものを作り出すような送出管での流管の断面形状を決定することができる。この手法は図５を構成する際に用いられた。
【００３２】
図６〜８は、図５のマッピングと関連付けて用いることができる熱調節の例を示したものである。具体的には、図６Ａは送出管の入口面での表面温度図を示し、図６Ｂは入口面での管中心からの半径方向距離と温度との関係を図６Ａの水平直線に沿ってプロットし示したものである。温度分布は方位的に対称であるため、図６Ｂのプロットは入口面の中心を通る任意の半径に適合する。これらの図に描かれた温度プロファイルは、続くマッピングの計算で、送出管入口の規定された境界条件として用いることができる。
【００３３】
図７は、図７において参照番号７００により概略的に表された管の方位的に対称な加熱部材および断熱材に関し、送出管の出口面での計算上の温度分布を示している。この方式では、送出パイプの任意の所定部分に使われる電気巻線および断熱材は、その部分の周囲を完全に包囲している。従って、例えば熱の損失／利得を制御する巻線のパワー設定の調整は、外周の周りで均一に行われる。このような配置では、ガラス温度すなわち粘度を制御して局所的に分化させることはできない。つまり、巻線／断熱材によって流管の流量を独立（あるいは、略独立）に調整することができないため、アイソパイプ上の流量分布を所望のものとする能力は限定される。
【００３４】
図７の温度分布を図６Ａと比較すると、ここでは面の中心よりもむしろ面の上方部分で高温が発生していることが分かる。図８では、図７の方位的に対称な（方位的に均一な）加熱部材および断熱材７００に替えて、方位的に非対称の（方位的に不均一な）加熱部材および／または断熱材８００を用いたものを概略的に示している。個別の部材８１０から８５０は、局所的にそれぞれ異なった加熱部材、加熱パワー、断熱材種類、および／または断熱材厚さを表している。図８での方位的非対称性は中央平面に対する対称性を有しているが、実際にはこのような対称性は必ずしも必要ではない。
【００３５】
個別の部材８１０から８５０の値をそれぞれ選定することにより、図７の温度分布を、例えば図６Ａの温度分布と近似するように調整することができる。代替として、マッピングおよび／または実験を通して、アイソパイプ表面上で所望の質量、厚さ、および／または温度の分布に関連付けられることが明らかになったさまざまな温度分布に、選定された値を利用して近似させることができる。このように、所定のガラス総流量に対してパワー消費や断熱材材料を適切に選定することにより、すなわちガラスを制御して冷却（あるいは、場合によっては加熱）することにより、熱調整が達成されてアイソパイプ表面のガラス流管理の改善に繋がる。
【００３６】
より一般的には、図８に示した方位的に不均一な加熱および／または断熱は、従来当技術において採用されていたものよりも、ガラスの温度場を、すなわち流量のマッピングを、より独立して制御することを示している。アイソパイプに流入するガラスを熱的に調節するために採用した個々のゾーンにおいて、複数の巻線部材および／または複数の断熱材レベルを使用することにより、質量分布のマッピングに関連する流量の調整を可能とするような手法で、溶融ガラスを熱的に調節することができる。例えば、既知のマッピングを用いて、特定の巻線のパワー設定を変更し、より多くの、あるいはより少ない質量流量を、アイソパイプの特定の位置（例えば、注入口のビード領域）に押し出すことができる。
【００３７】
アイソパイプの上流で行われる熱調節は、ガラスがアイソパイプの注入口端部からアイソパイプの遠端部に流れるときにガラスが引続き受ける熱調節と「結びつけられる」べきである。その経路長の終点がアイソパイプの注入口から遠く離れた位置にある流管のガラスは、滞留時間がより長くなり、すなわちアイソパイプの注入口付近に位置付けられたガラスよりも、隣接している管や周囲と熱交換を行う時間が長い。個々の流管それぞれの経路の始点での初期の熱的条件の制御を活用してアイソパイプの流量を改善できるのは、まさにこの理由によるものである。
【００３８】
任意の手法に制限することを意図するものではないが、本開示について以下の例を用いて説明する。
【実施例】
【００３９】
この例は、導管の長さ方向に沿った不均一な加熱を用いて、導管の出口面を横切る温度分布に影響を与える例を示したものである。より詳細には、２つの実質的に真っ直ぐな部分の間に傾斜あるいは湾曲した中間部分を有している導管の外周に、不均一な加熱を使用する例を示す。
【００４０】
図４に示す構造を有している導管を解析に使用した。ゾーン４３０から４７０のそれぞれの巻線のパワーをＰ１からＰ５として、導管の出口面での平均温度、およびこの出口面での最大温度と最小温度との差（範囲）を計算した。この計算ではさらに、２つの追加の巻線Ｐ６およびＰ７が、アイソパイプのトラフにつながる導管下流の入口に存在していると仮定した。
【００４１】
計算結果を表１に示す。表から分かるように、全ての巻線それぞれのパワーレベルを同じ割合で増加させると、導管の出口面での温度範囲をある程度、すなわち、４．５℃から３．６℃に減少させることができた。しかしながら、このために平均温度が１２２１．８℃から１２２６．０℃に増加してしまうことになり、これは多くの用途にとって望ましくないものである可能性がある。さらに、このときの温度範囲の減少幅は、入口または出口部分のどちらかよりも強く中間部分を加熱するようにパワーレベルを再配分することによって得られた温度範囲の減少幅と比べて決して多いとはいえない。表の一行目と最終行とを比較すると分かるように、後者の手法では温度範囲が４．５℃から１．６℃に降下し、すなわち６０％以上減少し、同時に平均温度の増加量はより少なく、１２２１．８℃から１２２３．６℃であった。
【００４２】
入口および出口部分の断熱の程度を中間部分よりも低いものとすることによって、または不均一加熱と不均一断熱を組み合わせることによって、類似の結果を得ることができる。同様に、方位的に不均一な加熱部材および／または断熱材を用いて、導管の出口端での温度範囲を減少させることができる。より一般には、このような軸方向のおよび／または方位的な不均一性を用いて、アイソパイプや他のダウンドロー構造のシート成形面上で所望の質量、厚さ、および／または温度の分布を生じさせるような、さまざまな温度分布を、導管の出口端で生み出すことができる。
【００４３】
本発明の範囲および精神から逸脱しないさまざまな変形が、これまでの開示から通常の当業者には明らかであろう。例えば、本発明は円形の外周を有している導管を用いて説明してきたが、楕円形の外周など異なる形状を有する導管を使用することもできる。以下の請求項は、このようなものや、その他の本書で説明した具体的な実施形態の変形、改変、および同等物を含むと意図されている。
【表１】
2010254569.tif 000003
【００４４】
Ｃ１．溶融ガラスを搬送する方法であって、（Ａ）入口、出口、外周、および長さを有する導管に前記溶融ガラスを通過させる工程、および、（Ｂ）前記導管の長さに沿った少なくとも１つの位置で、（ｉ）前記導管の外周を不均一に断熱すること、または、（ｉｉ）前記導管の外周を不均一に加熱すること、または、（ｉｉｉ）前記導管の外周を不均一に断熱および不均一に加熱すること、によって、前記溶融ガラスに対する不均一な熱伝達を生じさせる工程、を含み、前記断熱および／または加熱の不均一性が方位的な不均一性であることを特徴とする方法。
【００４５】
Ｃ２．前記導管の断熱材における前記不均一性が、断熱材の種類の違い、断熱材の厚さの違い、およびこれらの組合せ、からなる群から選択されることを特徴とするＣ１記載の方法。
【００４６】
Ｃ３．（ａ）前記導管をその長さ方向に沿って不均一に断熱する工程、または、（ｂ）前記導管をその長さ方向に沿って不均一に加熱する工程、または、（ｃ）前記導管をその長さ方向に沿って不均一に断熱および不均一に加熱する工程、をさらに含むことを特徴とするＣ１記載の方法。
【００４７】
Ｃ４．前記導管の断熱材における前記不均一性が、断熱材の種類の違い、断熱材の厚さの違い、およびこれらの組合せ、からなる群から選択されることを特徴とするＣ３記載の方法。
【００４８】
Ｃ５．前記溶融ガラスの前記出口での平均温度が、前記入口での平均温度よりも低いことを特徴とするＣ１記載の方法。
【００４９】
Ｃ６．前記出口から出ていく溶融ガラスが、オーバーフローダウンドロープロセスの成形装置に搬送されることを特徴とするＣ１記載の方法。
【００５０】
Ｃ７．工程（Ｂ）の前記不均一な断熱、不均一な加熱、または、不均一な断熱および不均一な加熱が、前記出口での断面温度分布を、実質的に均一な加熱および実質的に均一な断熱からもたらされたであろう前記分布よりも所望の断面温度分布に近くなるように生成することを特徴とするＣ１記載の方法。
【００５１】
Ｃ８．前記出口から出ていく前記溶融ガラスが、オーバーフローダウンドロープロセスの成形装置に搬送され、かつ前記所望の断面温度分布が、前記成形装置の表面上での溶融ガラスの質量、厚さ、および／または温度の分布に影響を与えることを特徴とするＣ７記載の方法。
【００５２】
Ｃ９．前記溶融ガラスが自由表面を有し、かつ該自由表面が、前記出口より前記入口に近く位置していることを特徴とするＣ１記載の方法。
【００５３】
Ｃ１０．前記導管が、前記溶融ガラスの流れの向きを、実質的に垂直なものから実質的に非垂直なものに変換することを特徴とするＣ１記載の方法。
【００５４】
Ｃ１１．前記外周が円形であることを特徴とするＣ１記載の方法。
【００５５】
Ｃ１２．前記外周が楕円形であることを特徴とするＣ１記載の方法。
【００５６】
Ｃ１３．溶融ガラスを搬送する方法であって、入口および出口を有する導管に前記溶融ガラスを通過させる工程を含み、（Ａ）前記導管が、（ｉ）入口部分、（ｉｉ）中間部分、および、（ｉｉｉ）出口部分、を備え、（Ｂ）前記入口部分および出口部分が、実質的に真っ直ぐなものであり、（Ｃ）前記中間部分が、傾斜または湾曲したものであり、かつ、  （Ｄ）前記中間部分に前記入口部分または前記出口部分のいずれかよりも多く熱を加える、または、前記入口部分および前記出口部分の両方を前記中間部分よりも低断熱とする、または、前記中間部分に前記入口部分または前記出口部分のいずれかよりも多く熱を加えかつ前記入口部分および前記出口部分の両方を前記中間部分よりも低断熱とする、ことを特徴とする方法。
【００５７】
Ｃ１４．前記溶融ガラスの流れの向きが、前記入口で実質的に垂直であり、かつ前記出口で実質的に水平であることを特徴とするＣ１３記載の方法。
【００５８】
Ｃ１５．前記溶融ガラスが自由表面を有し、かつ該自由表面が、前記出口よりむしろ前記入口の近くに位置していることを特徴とするＣ１３記載の方法。
【００５９】
Ｃ１６．（Ｄ）で規定された加熱および／または断熱により、前記溶融ガラスの前記出口での温度勾配が減少することを特徴とするＣ１３記載の方法。
【００６０】
Ｃ１７．前記出口から出ていく溶融ガラスが、オーバーフローダウンドロープロセスの成形装置に搬送されることを特徴とするＣ１３記載の方法。
【００６１】
Ｃ１８．溶融ガラスを搬送する装置であって、（ａ）入口、出口、外周、および長さを有する導管、（ｂ）前記外周からの熱損失を制御する断熱材、および、（ｃ）前記外周に熱を加える熱源、を備え、前記導管の前記長さに沿った１以上の位置で、（ｉ）前記熱源が、前記導管外周の周りに不均一に熱を加えるように構成されている、または、（ｉｉ）前記断熱材が、前記導管外周から不均一な熱損失を生じさせるように構成されている、または、（ｉｉｉ）前記熱源が前記導管外周の周りに不均一に熱を加えるように構成され、かつ、前記断熱材が前記導管外周から不均一な熱損失を生じさせるように構成されている、ことを特徴とする装置。
【００６２】
Ｃ１９．（ｉ）前記熱源が、前記導管の長さ方向に沿って不均一に熱を加えるように構成されている、または、（ｉｉ）前記断熱材が、前記導管の長さ方向に沿って不均一な熱損失を生じさせるように構成されている、または、（ｉｉｉ）前記熱源が前記導管の長さ方向に沿って不均一に熱を加えるように構成され、かつ、前記断熱材が前記導管の長さ方向に沿って不均一な熱損失を生じさせるように構成されている、ことを特徴とするＣ１８．記載の装置。
【００６３】
Ｃ２０．前記導管の一部が、傾斜または湾曲していることを特徴とするＣ１８記載の装置。
【符号の説明】
【００６４】
２０、４００    導管
６０、５００    アイソパイプ
８００    加熱部材および／または断熱材
【図１】
2010254569.tif 000004
【図２】
2010254569.tif 000005
【図３】
2010254569.tif 000006
【図４】
2010254569.tif 000007
【図６Ｂ】
2010254569.tif 000008
【図８】
2010254569.tif 000009
【図５】
2010254569.tif 000010
【図６Ａ】
2010254569.tif 000011
【図７】
2010254569.tif 000012
【外国語明細書】
2010254569000001.pdf